DE19654071A1

DE19654071A1 - Neue Isolier- und Thermoöle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19654071A1
Application number: DE1996154071
Authority: DE
Inventors: Jens-Peter Wiegner; Dieter Dr Schnurpfeil
Original assignee: Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH
Current assignee: Dow Olefinverbund GmbH
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1998-06-25

Description

Die Erfindung betrifft neue Isolier- und Thermoöle und Verfahren zu ihrer Herstel lung auf der Basis von großtechnisch anfallenden Nebenprodukten.

Es ist bekannt, daß das durch FRIEDEL-CRAFTs-Alkylierung von Benzen mit 1,2-Dichlorpropan in Gegenwart von Aluminiumtrichlorid als Katalysator hergestellte 1,2-Diphenylpropan der Formel 1 (n = 1, R = R' = H) und seine Gemische mit den Oligomeren 1 (n < 1) wärmeübertragende Eigenschaften aufweisen (DD 107 432).

Von großem Nachteil ist es, daß bei diesen Reaktionsprodukten auf Grund des Herstellungsverfahrens die Gefahr des Verbleibens eines Restgehaltes an orga nisch gebundenem Chlor bzw. HCl insbesondere in den Sumpfprodukten besteht und daß die undestillierten Produkte bzw. die Sumpfprodukte eine braune bis schwarze Färbung aufweisen und nicht definierte höhermolekulare Verunreinigun gen in schwankenden Mengen enthalten. Derartige Produkte genügen den hohen technischen Anforderungen an neue, synthetische Isolier- und Thermoöle nicht. Außerdem kann das zwangsweise bei der Propylenoxid-Herstellung nach der Chlorhydrinroute anfallende 1,2-Dichlorpropan (DCP) nicht ohne Destillation und Reinigung in die Synthesereaktion eingesetzt werden. Ansonsten wird die Wirk samkeit des Katalysators eingeschränkt und es verstärken sich die genannten Nachteile in Abhängigkeit von der Größenordnung der Verunreinigungen (< 1%) erheblich. Geeignete Methoden zur Feinreinigung von 1,2-Dichlorpropan sind be kannt (DD 292233, DD 292234).

Es ist weiterhin bekannt, daß sich die FRIEDEL-CRAFTs-Alkylierung von Benzen und Alkylaromaten mit 1,2-Dihalogenalkanen durch einen molaren Aromatenüber schuß von 5 bis 10 : 1 und dem Einsatz von Mischkatalysatoren aus Aluminium trichlorid/Zinntetrachlorid auf eine Ausbeute von 65 bis 80% an 1 (n = 1) verbes sern läßt (DD 285 092). Was für die gezielte Herstellung von 1,2-Diphenylalkanen 1 von Vorteil ist, erweist sich hinsichtlich eines Einsatzes als Wärmeträgeröle auf Grund zu geringen Oligomerenanteils bzw. zu niedrigen Siedepunktes als nach teilig.

Es besteht die Aufgabe, neue synthetische Isolier- und Thermoöle ausgehend vom 1,2-Dichlorpropan herzustellen und einzusetzen, die farblos, frei von organisch gebundenem Chlor bzw. von HCl sind und in ihren anwendungstechnischen Pa rametern den technischen Anforderungen problemlos angepaßt werden können und diesbezüglich eine große Variabilität ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung betrifft Isolier- und Thermoöle, bestehend aus unsubsti tuierten oder mono- und dialkylierten 1,2-Dicyclohexylpropanen 2 hoher Reinheit (< 95%) und Einheitlichkeit (n = 1) oder von Gemischen derselben mit ihren Oli gomeren (2, n < 1), wobei das Verhältnis der 1,2-Dicyclohexylderivate (1, n = 1) zu ihren Oligomeren (2, n < 1) von 0,1 bis 25 variiert und vorwiegend Oligomere mit n = 2 bis 4 eingesetzt werden.

Zweckmäßig sind Isolier- und Thermoöle, bei denen das Verhältnis der 1,2-Dicy clohexylderivate (2, n = 1) zu ihren Oligomeren (2, n < 1) von 0,25 bis 20 variiert. Ein weiteres Merkmal der Erfindung neuer, synthetischer Isolier- und Thermoöle ist es, daß die 1,2-Dicyclohexylpropane 2 ausgehend vom 1,2-Dichlorpropan über die 1,2-Diphenylpropane 1 und deren Hydrierung gewonnen werden, wobei die 1,2-Diphenylpropane 1 durch FRIEDEL-CRAFTs-Alkylierung von Benzen oder Alkylaromaten mit 1,2-Dichlorpropan bei 5 bis 10fachem molaren Überschuß an Aromaten in Gegenwart katalytischer Mengen von Aluminiumtrichlo rid/Zinntetrachlorid-Gemischen oder anderen LEWIS-Säuren bei 5 bis 65°C her gestellt werden, nach Aufarbeitung der Reaktionsgemische und Entfernung des Katalysators fraktioniert destilliert und danach getrennt als Einzelfraktionen oder gemeinsam als Destillat an nickelhaltigen oder anderen geeigneten Hydrierkataly satoren bei 160 bis 200°C und 20 bis 30 MPa hydriert und anschließend als un destillierte Reaktionsgemische oder nach Destillation als reine 1,2-Dicyclohexyl propane (2, n = 1), als Oligomerenfraktion (2, n < 1) oder als Gemische derselben eingesetzt werden.

Überraschend wurde gefunden, daß sich 1,2-Dicyclohexylpropane 2 bzw. Gemi sche derselben mit ihren Oligomeren hervorragend als Isolier- und Thermoöle eignen. Von Vorteil ist es, daß diese Produkte auf Grund der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ausnahmslos farblos und vollständig frei von organischem und anorganischem Chlor bzw. HCl sind. Des weiteren ist von Vorteil, daß die beim Herstellungsprozeß der 1,2-Dicyclohexylpropane 2 als Zwischenprodukte anfal lenden 1,2-Diphenylpropane 1 als Synthesezwischenprodukte, Wärmeträgeröle u. a. eingesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Synthese der 1,2-Diphenylpropane 1 von dem beim Propylenoxid-Prozeß zwangsweise anfallenden und in an sich bekannter Weise gereinigten 1,2-Dichlorpropan ausgehen kann und somit einen Beitrag zum Schutz der Ressour cen und der Umwelt leistet.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Beispielen erläutert werden.

Beispiel 1 (Synthese von Diarylalkanen und deren Oligomeren)

In einem 2 l-Vierhalskolben mit Tropftrichter, KPG-Rührer, Kühler mit Trockenrohr und Thermometer werden 15 mol Benzen und 0,2 mol Aluminiumtrichlorid vorge legt. Man setzt etwa 5 ml gereinigtes 1,2-Dichlorpropan unter Rühren zu und er wärmt vorsichtig, bis die Reaktion anspringt. Die Wärmequelle wird entfernt und bei Temperaturen von 15-25°C das 1,2-Dichlorpropan (2 mol) langsam zugetropft. Nach Beendigung des Zutropfens wird bei Raumtemperatur noch solange gerührt, bis kein Chlorwasserstoff mehr entweicht. Das Reaktionsgemisch wird auf Eiswas ser gegeben, mit Wasser, wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung und noch mals mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Abdestillieren des im Überschuß eingesetzten Benzens und von einfachen Alkyl aromaten (n-Propylbenzen) besitzt das Reaktionsgemisch folgende Zusammenset zung:
36 Masseprozent 1,2-Diphenylpropan
4 Masseprozent 1,1-Diphenylpropan
60 Masseprozent Oligomere des Diphenylpropans.

Das eingeengte Produkt ist leicht beweglich, besitzt einen charakteristischen Ge ruch und ist dunkelbraun-schwarz gefärbt.

Ohne weitere Aufarbeitungsstufen wird dieses Endprodukt bei einem Druck von 25 Mpa und Temperaturen von 180°C an einem nickelreichen Kontakt hydriert.

Das auf diese Weise erhaltene Produkt ist leicht beweglich, praktisch geruchsfrei und farblos.

Beispiel 2 (Synthese von Diarylalkanen und deren Oligomeren)

Versuchsaufbau und -durchführung analog Beispiel 1, als aromatische Verbindung wird Toluen eingesetzt.

Das Reaktionsprodukt enthält nach dem Einengen neben den 1,2- und 1,1-Bisto lylpropanen ca. 5% Diphenylpropane und 60% Oligomere.

Dieses Produkt wird ohne weitere Aufarbeitungsstufen bei einem Druck von 25 Mpa und Temperaturen von 180°C an einem nickelreichen Kontakt hydriert. Das auf diese Weise erhaltene Produkt ist leicht beweglich, praktisch geruchsfrei und farblos.

Beispiel 3

Versuchsaufbau und -durchführung analog Beispiel 1. Nach der Reinigung des Produktes und dem Abdestillieren der Leichtsieder (Benzen, Alkylaromaten) wer den ca. 50% der im Endprodukt enthaltenen Diphenylpropane fraktioniert abde stilliert.

Der Destillationssumpf wird ohne weitere Aufarbeitung bei Temperaturen von 180°C und einem Druck von 25 Mpa hydriert.

Das Produkt ist flüssig, praktisch geruchsfrei und leicht gelblich.

Beispiel 4

Versuchsaufbau und -durchführung analog Beispiel 1. Nach der Reinigung des Produktes und dem Abdestillieren der Leichtsieder (Benzen, Alkylaromaten) wird das gesamte Diphenylpropan aus dem Reaktionsprodukt destillativ entfernt. Der Destillationssumpf besteht nur noch aus den Oligomeren der isomeren Diphenyl propane.

Dieses Oligomerengemisch wird bei Temperaturen von 180°C und einem Druck von 25 Mpa hydriert.

Das Endprodukt ist flüssig, geruchsfrei und gelblich.

Beispiele 5 und 6 Handelsübliche Wärmeträgeröle

In der folgenden Tabelle sind wesentliche Stoffkonstanten und Kenndaten der synthetisierten Produkte im Vergleich zu handelsüblichen Ölen aufgeführt. Die Tabelle zeigt daß die synthetisierten Öle teilweise günstigere Eigenschaften besitzen (Stockpunkt, Flammpunkt der niedrigviskosen Öle) als die handelsübli chen Öle. Gleichzeitig können diese Produkte als Isolieröl eingesetzt werden (niedriger dielektrischer Verlustfaktor, hohe Durchschlagsspannung), ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Thermoölen.

Claims

1. Isolier- und Thermoöle bestehend aus unsubstituierten oder mono- und dialky lierten 1,2-Dicyclohexylpropanen hoher Reinheit (< 95%) und Einheitlichkeit (n = 1) der Formel 2, bei der R und/oder R' = H, Alkyl C₁ bis C₄ sind oder von Gemischen derselben mit ihren Oligomeren (n < 1), wobei das Verhältnis der 1,2-Dicyclohexylderivate (n = 1) zu ihren Oligomeren (n < 1) von 0,1 bis 25 variiert.

2. Isolier- und Thermoöle entsprechend Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der 1,2-Dicyclohexylderivate (n = 1) zu ihren Oligomeren (n < 1) von 0,25 bis 20 variiert.

3. Isolier- und Thermoöle entsprechend Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Oligomere mit n = 2 bis 4 eingesetzt werden.

4. Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Thermoölen entsprechend Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die 1,2-Diphenylpropane der Formel 1, wobei R und/oder R' = H, Alkyl C₁ bis C₄ sind, durch FRIEDEL-CRAFTs-Alky lierung von Benzen oder Alkylaromaten mit 1,2-Dichlorpropan bei 5 bis 10fachem molaren Überschuß an Aromaten in Gegenwart katalytischer Mengen von Aluminiumtrichlorid/Zinntetrachlorid-Gemischen oder anderen LEWIS-Säu ren bei 5 bis 65°C hergestellt werden, nach Aufarbeitung der Reaktionsgemi sche und Entfernung des Katalysators fraktioniert destilliert und danach ge trennt als Einzelfraktionen oder gemeinsam als Destillat an Hydrierkatalysato ren bei 160 bis 200°C und 20 bis 30 MPa hydriert und anschließend als un destillierte Reaktionsgemische oder nach Destillation als reine 1,2-Dicyclohe xylpropane (n = 1), als Oligomerenfraktion (n < 1) oder als Gemische derselben eingesetzt werden.

5. Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Thermoölen entsprechend Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrierkatalysator nickelhaltige Verbin dungen verwendet werden.

6. Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Thermoölen entsprechend Anspruch 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese der 1,2-Diarylprnpane von dem beim Propylenoxid-Prozeß zwangsweise anfallenden, gereinigten 1,2-Dichlorpropan ausgeht.